Взаимодействие витаминов ADE

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУВПО «Санкт-Петербургская академия ветеринарной медицины»

 

 

 

 

Кафедра

Биохимической и органической химии

 

 

    Реферат на тему:

    Взаимодействие  витаминов ADE

 

 

 

 

 

Работу выполнила:

Преподаватель:

Федоров Борис Михайлович

 

Санкт-Петербург 2014

 

 

Оглавление

1. Введение                                                                                                                                     3
2. История открытия витаминов                                                                                 4    
3. Понятие и основные признаки витаминов                                                            5
4. Причины истощения запасов витаминов                                                                         6
5. Жирорастворимые витамины                                                                                 7      
6. Витамин А                                                                                                                    8 
7. Витамин D                                                                                                                   12
8. Витамин E                                                                                                                   13
9. Группа витаминоподобных веществ                                                                     14
10. Заключение                                                                                                                 15
11. Список используемой литературы                                                                         17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Трудно представить, что такое широко известное слово как «витамин» вошло в наш лексикон только в начале XX века. Теперь известно, что в основе жизненно важных процессов обмена веществ в организме человека принимают участие витамины. Витамины — жизненно важные органические соединения, необходимые для человека и животных в ничтожных количествах, но имеющие огромное значение для нормального роста, развития и самой жизни.

Витамины обычно поступают с растительной пищей или с продуктами животного происхождения, поскольку они не синтезируются в организме человека и животных. Большинство витаминов являются предшественниками коферментов, а некоторые соединения выполняют сигнальные функции.

Суточная потребность в витаминах зависит от типа вещества, а также от возраста, пола и физиологического состояния организма. В последнее время представления о роли витаминов в организме обогатились новыми данными. Считается, что витамины могут улучшать внутреннюю среду, повышать функциональные возможности основных систем, устойчивость организма к неблагоприятным факторам.

Следовательно, витамины рассматриваются современной наукой как важное средство общей первичной профилактики болезней, повышения работоспособности, замедления процессов старения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Витамины

 История открытия  витаминов

Если заглянуть в книги, изданные в конце прошлого столетия, можно убедиться, что в то время наука о рациональном питании предусматривала включение в рацион белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды. Считалось, что пища, содержащая эти вещества, полностью удовлетворяет все потребности организма, и таким образом, вопрос о рациональном питании казался разрешенным. Однако наука XIX столетия находилась в противоречии многовековой практикой. Жизненный опыт населения различных стран показывал, что существует ряд болезней, связанных с питанием и встречающихся часто среди людей, в пище которых не отмечалось недостатка белков, жиров, углеводов и минеральных солей.

Врачи-практики давно предполагали, что существует прямая связь между возникновением некоторых болезней (например, цинги, рахита, бери-бери, пеллагры) и характером питания. Что же привело к открытию витаминов – этих веществ, обладающих чудесными свойствами предупреждать и излечивать тяжелые болезни качественной пищевой недостаточности?

Начало изучения витаминов было положено русским врачом Н.И.Луниным, который еще в 1888 г. установил, что для нормального роста и развития животного организма, кроме белков, жиров, углеводов, воды и минеральных веществ, необходимы еще какие-то, пока неизвестные науке вещества, отсутствие которых приводит организм к гибели.

Доказательство существования витаминов завершилось работой польского учёного Казимира Функа, который в 1912 г. выделил из рисовых отрубей вещество, излечивающее паралич голубей, питавшихся только полированным рисом (бери-бери – так называли это заболевание у людей стран Юго-Восточной Азии, где население питается преимущественно одним рисом). Химический анализ выделенного К.Функом вещества показал, что в его состав входит азот. Открытое им вещество Функ назвал витамином (от слов «вита» – жизнь и «амин» – содержащий азот).

Правда, потом оказалось, что не все витамины содержат азот, но старое название этих веществ осталось. В наши дни принято обозначать витамины их химическими названиями: ретинол, тиамин, аскорбиновая кислота, никотинамид, – соответственно А, В, С, РР.

 

 

 

 

 

 

 

 Понятие и  основные признаки витаминов

С точки зрения химии, витамины - это группа низкомолекулярных веществ различной химической природы, обладающих выраженной биологической активностью и необходимых для роста, развития и размножения организма.

Витамины образуются путем биосинтеза в растительных клетках и тканях. Обычно в растениях они находятся не в активной, но высокоорганизованной форме, которая, по анным исследований, наиболее подходит человеческому организму, а именно – в виде провитаминов. Их роль сводится к полному, экономичному и правильному использованию основных питательных веществ, при котором органические вещества пищи высвобождают необходимую энергию.

Только немногие из витаминов, такие, как A, D, Е, могут накапливаться в организме. Недостаток витаминов вызывает тяжелые расстройства.

Основные признаки витаминов:

- содержатся в  пище в незначительных количествах (микро-компоненты);

- либо не синтезируются  в организме вообще, либо синтезируются  в незначительных количествах  микрофлорой кишечника;

- не выполняют  пластических функций;

- не являются  источниками энергии;

- являются кофакторами многих ферментативных систем;

- оказывают биологическое  действие в малых концентрациях  и влияют на все обменные  процессы в организме, требуются  организму в очень небольших  количествах: от нескольких мкг  до нескольких мг в день..

Известны разные степени необеспеченности организма витаминами:

авитаминозы - полное истощение запасов витаминов;

гиповитаминозы - резкое снижение обеспеченности тем или иным витамином;

гипервитаминозы - избыток витаминов в организме.

Вредны все крайности: как недостаток, так и избыток витаминов, так как при избыточном потреблении витаминов развивается отравление (интоксикация). Явление гипервитаминоза касается лишь витаминов А и D, избыточное количество большинства других витаминов быстро выводится из организма с мочой. Но есть еще так называемая субнормальная обеспеченность, которая связана с дефицитом витаминов и проявляется она в нарушении обменных процессов в органах и тканях, но без явных клинических признаков (например, без видимых изменений в состоянии кожи, волос и других внешних проявлений). Если такая ситуация регулярно повторяется по разным причинам, то это может привести гипо- или авитаминозу.

 

Причины истощения запасов витаминов в организме:

1) Качество продуктов  и их приготовление:

- несоблюдение  условий хранения по времени  и температуре;

- нерациональная  кулинарная обработка (например, длительная  варка мелко нарезанных овощей);

- разрушение витаминов  под влиянием ультрафиолетовых  лучей, кислорода воздуха (например, витамина А).

2) Важная роль  в обеспечении организма рядом  витаминов принадлежит микрофлоре  пищеварительного тракта:

- при многих  распространенных хронических заболеваниях  нарушается всасывание или усвоение  витаминов.

Суточная потребность в витаминах и их основные функции

Ретинол (А)	0,5-2.5 мг	Участвует в деятельности мемб-ран клеток. Необходим для роста и развития человека, для функцио-нирования слизистых оболочек. Участвует в процессе фоторецепции - восприятии света	Рыбий жир, печень трески, молоко, яйца, сливочное масло
Кальциферол (D)	2,5-10 мкг	Регуляция содержания кальция и фосфора в крови, минерализация костей, зубов	Рыбий жир, печень, молоко, яйца

Соединения, которые не являются витаминами, но могут служить предшественниками их образования в организме, называются провитаминами . К ним относятся, например, каротины, расщепляющиеся в организме с образованием витамина А, некоторые стерины (эргостерин, 7-дегидрохолестерин и др.), превращающиеся в витамин D.

Ряд витаминов представлен не одним, а несколькими соединениями, обладающими сходной биологической активностью (витамеры), например витамин В6 включает пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин. Для обозначения подобных групп родственные соединения используют слово «витамин» с буквенными обозначениями (витамин А, витамин Е и т.п.).

Для индивидуальных соединений, обладающих витаминной активностью, используются рациональные названия, отражающие их химическую природу, например ретиналь (альдегидная форма витамина А), эргокальциферол и холекалыдиферол (формы витамина D).

Таким образом, наряду с жирами, белками, углеводами и минеральными солями, необходимый комплекс для поддержания жизнедеятельности человека включает пятый, равноценный по своей значимости компонент - витамины. Витамины принимают самое непосредственное и активное участие во всех обменных процессах жизнедеятельности организма, а также входят в состав многих ферментов, выполняя роль катализаторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Жирорастворимые витамины

К жирорастворимым витаминам относят:

А (ретинол) антиксерофтальмический;

D (кальциферолы) антирахитический;

E (токоферолы) антистерильный;

Жирорастворимые витамины входят в структуру мембранных систем, обеспечивая их оптимальное функциональное состояние.

В химическом отношении жирорастворимые витамины А, D, E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Витамин А

 

Витамин А (ретинол) является предшественником группы «ретиноидов », к которой принадлежат ретиналь и ретиноевая кислота. Ретинол образуется при окислительном расщеплении провитамина β-каротина. Ретиноиды содержатся в животных продуктах, а β-каротин — в свежих фруктах и овощах (в особенности в моркови). Ретиналь обуславливает окраску зрительного пигмента родопсина. Ретиноевая кислота выполняет функции ростового фактора. При недостатке витамина А развиваются ночная («куриная») слепота, ксерофтальмия (сухость роговой оболочки глаз), наблюдается нарушение роста.

1. Витамин А.Строение  и свойства

ВИТАМИН А-группа природных соединений - производных ионона (формула I). Кристаллические вещества, не растворимы в воде, хорошо растворяются в органических растворителях. Разлагаются при взаимодействии с О2 . Склонны к цис-транс-изомеризации, особенно по связям 11 и 13. Важнейшие представители: ретинол (витамин А1 , витамин А1 -спирт, эксерофтол; формула II, R = = СН2 ОН), ретиналь (ретинен, ретинальдегид, витамин A1 -альдегид; II, R = СНО) и ретиноевая кислота (витамин А2 , II, R == СООН). У всех соединений, кроме 11-цис-ретиналя, присутствующего в сетчатке глаз, все двойные связи имеют транс-конфигурацию. [11]

В организме в результате действия фермента 15,15-оксигеназы на каротин (главный провитамин витамина А; III) образуются две молекулы ретиналя. Незначительная часть его окисляется до ретиноевой кислоты, которая поступает в кровоток, а основная часть восстанавливается до ретинола. Последний этерифицируется пальмитиновой или другими высшими жирными кислотами и депонируется в печени. В результате последующего гидролиза эфиров свободный витамин секретируется из печени в кровоток. Там он образует комплекс со специфическим ретинолсвязывающим белком (мол. м. 22000), который обеспечивает его солюбилизацию, защиту от окисления и направленный перенос в ткани. Связанный ретинол в отличие от свободного не обладает мембранолитическим действием.

значение витамина А в процессе свето-ощущения. В этом важном физиологическом процессе большую роль играет особый хромолипопротеин – сложный белок родопсин, или зрительный пурпур, являющийся основным светочувствительным пигментом сетчатки, в частности палочек, занимающих ее периферическую часть. Установлено, что родопсин состоит из липопротеина опсина и простети-ческой группы, представленной альдегидом витамина A1 (ретиналь); связь между ними осуществляется через альдегидную группу витамина и свободную ε-NH2 -группу лизина молекулы белка с образованием шиффова основания. На свету родопсин расщепляется на белок опсин и ретиналь; последний подвергается серии конформационных изменений и превращению в транс-форму. С этими превращениями каким-то образом связана трансформация энергии световых лучей в зрительное возбуждение – процесс, молекулярный механизм которого до сих пор остается загадкой. В темноте происходит обратный процесс – синтез родопсина, требующий наличия активной формы альдегида – 11-цис-ретиналя, который может синтезироваться из цис-ретинола, или транс-ретиналя, или транс-формы витамина А при участии двух специфических ферментов – дегидрогеназы и изомеразы. Более подробно цикл превращений родопсина в сетчатке глаза на свету и в темноте можно представить в виде схемы:

Таким образом, под действием кванта света родопсин через ряд промежуточных продуктов («оранжевый» и «желтый» белки) распадается на опсин и алло-транс-ретиналь, представляющий собой неактивную форму альдегида витамина А. Имеются сведения, что алло-транс-ретиналь может частично превращаться в активный 11-цис-ретиналь под влиянием света (на схеме – пунктирная стрелка). Однако главным путем образования 11-цис-ретиналя является ферментативное превращение транс-формы витамина А в цис-форму (под действием изомеразы) и последующее окисление ее при участии алкогольдегидрогеназы.

. Роль и значение  витамина А в организме

1. Витамин А участвует в окислительно-восстановительных процессах, регуляции синтеза белков, способствует нормальному обмену веществ, функции клеточных и субклеточных мембран, играет важную роль в формировании костей и зубов, а также жировых отложений; необходим для роста новых клеток, замедляет процесс старения.[9]

2. Витамин А поддерживает ночное зрение путём образования пигмента, называемого родопсин, способного улавливать минимальный свет, что очень важно для ночного зрения. Он также способствует увлажнению глаз, особенно уголков, предохраняя их от пересыхания и последующего травмирования сетчатки. [9]

3. Витамин А необходим для нормального функционирования иммунной системы и является неотъемлемой частью процесса борьбы с инфекцией. Применение ретинола повышает барьерную функцию слизистых оболочек, увеличивает фагоцитарную активность лейкоцитов и других факторов неспецифического иммунитета. Витамин А защищает от простуд, гриппа и инфекций дыхательных путей, пищеварительного тракта, мочевых путей. Наличие в крови витамина А является одним из главных факторов, ответственных за то, что дети в более развитых странах гораздо легче переносят такие инфекционные заболевания как корь, ветряная оспа, тогда как в странах с низким уровнем жизни намного выше смертность от этих «безобидных» вирусных инфекций. Обеспеченность витамином А продлевает жизнь даже больным СПИДом. [9]

4. Ретинол необходим для поддержания и восстановления эпителиальных тканей, из которых состоят кожа и слизистые покровы. Не зря практически во всех современных косметических средствах содержатся ретиноиды — его синтетические аналоги. Действительно, витамин А применяется при лечении практически всех заболеваний кожи (акне, прыщи, псориаз и т. д.). При повреждениях кожи (раны, солнечные ожоги) витамин А ускоряет процессы заживления, а также стимулирует синтез коллагена, улучшает качество вновь образующейся ткани и снижает опасность инфекций. [9]

5. Ввиду своей  тесной связи со слизистыми  оболочками и эпителиальными  клетками витамин А благотворно влияет на функционирование легких, а также является стоящим дополнением при лечении некоторых болезней желудочно-кишечного тракта (язвы, колиты). [9]

6. Ретинол необходим для нормального эмбрионального развития, питания зародыша и уменьшения риска таких осложнений беременности, как малый вес новорожденного. [9]

7. Витамин А принимает участие в синтезе стероидных гормонов (включая прогестерон), сперматогенезе, является антагонистом тироксина — гормона щитовидной железы. [9]

8. Как витамин  А, так и β-каротин, будучи мощными антиоксидантами, являются средствами профилактики и лечения раковых заболеваний, в частности, препятствуя повторному появлению опухоли после операций. [9]

9. И витамин А, и β-каротин защищают мембраны клеток мозга от разрушительного действия свободных радикалов, при этом β-каротин нейтрализует самые опасные виды свободных радикалов: радикалы полиненасыщенных кислот и радикалы кислорода. [9]

10. Антиоксидантное действие β-каротина играет важную роль в предотвращении заболеваний сердца и артерий, он обладает защитным действием у больных стенокардией, а также повышает содержание в крови «полезного» холестерина. [9]

11. Лютеин и зеаксентин — главные каротиноиды, защищающие наши глаза: они способствуют предупреждению катаракты, а также снижают риск дегенерации желтого пятна (важнейшего органа зрения), которая в каждом третьем случае является причиной слепоты. При авитаминозе витамина А развивается кератомаляция. [9]

12. Ещё один каротиноид — ликопин (содержится в основном в помидорах) защищает от атеросклероза, предотвращая окисление и накопление на стенках артерий холестерина низкой плотности. Кроме того, это самый «сильный» каротиноид в отношении защиты от рака, особенно рака молочной железы, эндометрия и простаты. [9]

Витамин D

Витамин D (кальциферол) при гидроксилировании в печени и почках образует гормон кальцитриол (1α,25-дигидроксихолекальциферол). Вместе с двумя другими гормонами (паратгормоном, или паратирином, и кальцитонином) кальцитриол принимает участие в регуляции метаболизма кальция. Кальциферол образуется из предшественника 7-дегидрохолестерина, присутствующего в коже человека и животных, при облучении ультрафиолетовым светом.

Если УФ-облучение кожи недостаточно или витамин D отсутствует в пищевых продуктах, развивается витаминная недостаточность и, как следствие, рахит у детей, остеомаляция (размягчение костей) у взрослых. В обоих случаях нарушается процесс минерализации (включения кальция) костной ткани.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Витамин Ε

Витамин Ε включает токоферол и группу родственных соединений с хромановым циклом. Такие соединения содержатся только в растениях, особенно их много в проростках пшеницы. Для ненасыщенных липидов эти вещества являются эффективными антиоксидантами. Витамин E (токоферол) предохраняет витамин А от окисления как в кишечнике, так и в тканях. Следовательно, если имеется недостаток витамина Е, организм не может усвоить нужное количество витамина А, и поэтому эти два витамина нужно принимать вместе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Группа витаминоподобных веществ

Помимо вышеназванных двух главных групп витаминов, выделяют группу разнообразных химических веществ, из которых часть синтезируется в организме, но обладает витаминными свойствами. Организму они необходимы в сравнительно малых количествах, но воздействие на функции организма достаточно сильное. К ним относятся:

Основное отличие витаминоподобных веществ в том, что при их недостатке или переизбытке не возникает в организме различных патологических изменений, характерных для авитаминозов. Содержание витаминоподобных веществ в продуктах питания вполне достаточно для жизнедеятельности здорового организма.

Для современного человека, необходимо знать и о предшественниках витаминов. Источником витаминов, как известно, являются продукты растительного и животного происхождения. Например, витамин А в готовом виде содержится только в продуктах животного происхождения (рыбий жир, цельное молоко и т.д.), а в растительных продуктах только в виде каротиноидов - своих предшественников. Поэтому, поедая морковку мы получаем только предшественника витамина А, из которого в печени вырабатывается сам витамин А. К провитаминам относятся: каротиноиды (основной из них - каротин) - предшественник витамина А; стерины (эргостерин, 7-дегидрохолестерин и др.) - предшественники витамина D;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Итак, из истории витаминов мы знаем, что термин «витамин» впервые был использован для обозначения специфического компонента пищи, который предотвращал болезнь Бери-бери, распространенную в странах, где употребляли в пищу много шлифованного риса. Поскольку этот компонент обладал свойствами амина, польский биохимик К.Функ впервые выделивший это вещество, назвал его витамин - необходимый для жизни амин.

В настоящее время витамины можно охарактеризовать как низкомолекулярные органические соединения, которые, являясь необходимой составной частью пищи, присутствуют в ней в чрезвычайно малых количествах по сравнению с основными её компонентами. Витамины - это вещества, обеспечивающее нормальное течение биохимических и физиологических процессов в организме. Витамины - необходимый элемент пищи для человека и ряда живых организмов, т.к. не синтезируются или некоторые из них синтезируются в недостаточном количестве данным организмом.

Первоисточником витаминов являются растения, где преимущественно они образуются, а также провитамины - вещества, из которых витамины могут образовываться в организме. Человек получает витамины или непосредственно из растений, или косвенно - через животные продукты, в которых витамины были накоплены из растительной пищи во время жизни животного.

Витамины делят на две большие группы: витамины растворимые в жирах и витамины, растворимые в воде. В классификации витаминов, помимо буквенного обозначения, в скобках указывается основной биологический эффект, иногда с приставкой «анти», указывающей на способность данного витамина предотвращать или устранять развитие соответствующего заболевания.

К витаминам, растворимых в жирах относят:Витамин A (антиксерофталический), Витамин D (антирахитический), Витамин E (витамин размножения), Витамин K (антигеморрагический)\

Основной особенностью жирорастворимых витаминов является их способность накапливаться в организме так сказать «про запас». Хранится в организме они могут в течении года и расходоваться по мере надобности. Однако слишком большое поступление жирорастворимых витаминов для организма опасно, и может привести к нежелательным последствиям. Водорастворимые витамины не накапливаются в организме и в случае переизбытка легко выводятся с мочой.

Наряду с витаминами, существуют вещества, дефицит которых, в отличие от витаминов, не приводит к явно выраженным нарушениям. Эти вещества относятся к так называемым витаминоподобным веществам :

Сегодня известно 13 низкомолекулярных органических соединений, которые относят к витаминам. Соединения, которые не являются витаминами, но могут служить предшественниками их образования в организме, называются провитаминами . Важнейшим провитамином является предшественник витамина А - бета-каротин.

Значение витаминов для организма человека очень велико. Эти питательные вещества поддерживают работу абсолютно всех органов и всего организма в целом. Нехватка витаминов приводит к общему ухудшению состояния здоровья человека, а не отдельных его органов.

Болезни, которые возникают вследствие отсутствия в пище тех или иных витаминов, стали называться авитаминозами . Если болезнь возникает вследствие отсутствия нескольких витаминов, ее называют поливитаминозом . Чаще приходится иметь дело с относительным недостатком какого-либо витамина; такое заболевание называется гиповитаминозом . Если своевременно поставлен диагноз, то авитаминозы и особенно гиповитаминозы легко излечить введением в организм соответствующих витаминов. Чрезмерное введение в организм некоторых витаминов может вызвать гипервитаминоз .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1. Березов, Т.Т. Биологическая  химия: Учебник / Т.Т.Березов, Б.Ф.Коровкин. - М.: Медицина, 2000. - 704 с.

2. Габриелян, О.С. Химия. 10 класс: Учебник (базовый уровень) / О.С.Габриелян, Ф.Н.Маскаев, С.Ю.Пономарев  и др. - М.: Дрофа.- 304 с.

3. Мануйлов А.В. Основы химии. Электронный учебник / А.В.Мануйлов, В.И.Родионов.

4. . Емельянова Т.П. Витамины и минеральные вещества: Полный справочник для врачей. М., 2001 г., 576 с